Question

5．有一包固体粉末，可能是CaCO₃、Na₂SO₄、CuSO₄、Na₂CO₃中的一种或多种，某实验小组对其组成成分进行了以下探究活动．
【思考与交流】上述物质中，不溶于水的是CaCO₃（填化学式）．
【资料查阅】Na₂CO₃溶液与CuSO₄溶液混合能产生蓝色沉淀．
【活动与探究】取一定量上述固体粉末，加足量水溶解．在溶解过程中一定要用到的玻璃仪器有烧杯和玻璃棒．
【现象与结论】经上述操作，得到蓝色澄清溶液，则原固体粉末中一定有CuSO₄，一定没有CaCO₃和Na₂CO₃，可能有Na₂SO₄（填化学式）．
【探索与拓展】
该实验小组同学在测定了原固体粉末的组成后继续进行如下实验：先用托盘天平称取30.2g原固体粉末，将其溶于水配成137.3g溶液，再往其中加入溶质质量分数为16%的NaOH溶液，产生沉淀的质量与所加NaOH溶液质量的关系如图所示．请据图计算A点所示溶液中溶质的质量分数？

Answer 1

分析 前面结合给定物质以及信息提示进行混合物成分分析；
根据给出的氢氧化铜沉淀的质量和对应的化学方程式求算硫酸铜的质量以及生成的硫酸钠的质量，进而求算出混合物中的硫酸钠的质量，最后求算所得溶液中硫酸钠的质量分数．

解答 解：CaCO₃、Na₂SO₄、CuSO₄、Na₂CO₃中，碳酸钙不溶于水，其余均能够溶解水，且硫酸铜溶解于水得到的溶液为蓝色的．
固体溶解过程用到的玻璃仪器为烧杯和玻璃棒．
由于得到蓝色澄清溶液，蓝色，溶液，说明一定存在硫酸铜；澄清，说明没有原物质没有不溶性物质碳酸钙，同时在混合过程也不生成不溶性物质碳酸铜（题干信息提示“Na₂CO₃溶液与CuSO₄溶液混合能产生蓝色沉淀”，在存在硫酸铜且为澄清的情况下证明一定没有生成碳酸铜，也就推得一定不含碳酸钠）．对应硫酸钠，现有的实验无法下结论．此处所有空都要求书写化学式，解题一定要注意限制条件，严格按照要求答题．
由于A点时沉淀质量达到最大．也就是硫酸铜完全反应．
设参加反应的硫酸铜的质量为x，生成的硫酸钠的质量为y，反应的氢氧化钠的质量为z
CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄
160         80            98               142
x            z               9.8g              y
$\frac{160}{x}$=$\frac{98}{9.8g}$=$\frac{142}{y}$=$\frac{80}{z}$
x=16g
y=14.2g
z=8g
根据计算可知混合物中一定含有硫酸钠．
所用氢氧化钠溶液的质量为8g÷16%=50g
A点所示溶液中溶质的质量分数为$\frac{30.2g-16g+14.2g}{137.3g+50g-9.8g}$×100%=16%
故答案为：
【思考与交流】CaCO₃．
【活动与探究】烧杯．
【现象与结论】CuSO₄； CaCO₃； Na₂CO₃；（第二个空和第三个空可以颠倒）；  Na₂SO₄；
【探索与拓展】16%．

点评 根据化学方程式计算时，第一要正确书写化学方程式，第二要使用正确的数据，第三计算过程要完整．